JP5386198B2 - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Description

本発明は、特に１枚のディスク内に多層の記録層を備えた多層光ディスクから情報信号を再生もしくは該多層光ディスクに情報信号を記録する機能を備えた光ピックアップ装置に関する。

背景技術として、例えば、特許文献１（特開平９−１６１２８２号公報）がある。特許文献１は、多層光ディスクを対象としたＦＥ信号検出技術を開示している。

特開平９−１６１２８２号公報

近年、光ディスク記録容量の大容量化を実現する手段として記録層の多層化技術が急速に実用化されつつある。この記録層の多層化とは同一の光ディスク内に一定または層ごとに異なる層間隔を空けて複数の情報信号記録層を積層することにより、従来の単層記録層からなる光ディスクに比べ、その記録容量を倍増またはそれ以上に増大させる技術である。

ところで、このような多層化された光ディスク内に設けられた各情報信号記録層から情報信号を再生もしくは該情報信号記録層へ情報信号を記録する際には、従来の単層記録層の光ディスクの場合と全く同様に、対象となる情報信号記録層に対して再生または記録用レーザ光を高精度に集光させるために、いわゆるフォーカス制御を行なう必要がある。このフォーカス制御を実施するためには、当然のことながらその制御信号となるフォーカス誤差信号の検出が必須である。(以下簡単のために、このフォーカス誤差信号をＦＥ信号と記す。)
ところで、多層光ディスク特に積層された記録層数が３層以上で記録層間隔が数μｍ程度と比較的層間隔が狭い高多層光ディスクに対して、従来の単層光ディスクで用いられるような通常のＦＥ信号検出手段を用いた場合、各記録層から検出される複数のＦＥ信号が相互に干渉し、その相互干渉が主原因となってＦＥ信号に不要なオフセット成分や波形歪みが発生して信号品質が著しく劣化してしまうという問題が起こる。したがって多層光ディスクに対しては、前記したようなＦＥ信号同士の相互干渉を防ぎ、それに伴うオフセットや波形歪みを解消できる新たなＦＥ信号検出手段が必須となる。

上記特許文献１に代表されるような従来公知技術は、特に上記したような高多層光ディスクに対して、後述するようなディスク判別や記録層間隔の算定まで考慮した最適なＦＥ信号検出を可能ならしめるためには、実用性能上不十分な点も多い。

以上の状況を鑑み本発明の目的は、特に上記したような高多層光ディスクに対するＦＥ信号検出の不具合を解消し、高い信号品質のＦＥ信号が得られる新たな信号検出技術およびその技術を適用した多層光ディスク対応光ピックアップ装置を提供することにある。

上記目的は、一例として、特許請求の範囲に記載されている手段を用いることで達成できる。

本発明によれば、以下の示すように多層光ディスクのＦＥ信号検出に関して、高い信号品質と高い信頼性を備えた光ピックアップ装置を実現することができる。

本発明の第１の実施例である光ピックアップ装置を示した概略正面図。 本発明の第１の実施例主要部である光検出器を示す概略平面図。 多層光ディスクの概略構成を示す概略断面図。 従来方式による２層ディスクでのＦＥ信号波形の一例を示す線図。 従来方式による４層ディスクでのＦＥ信号波形の一例を示す線図。 第１の実施例における受光面と光スポットとの位置関係の一例を示す図。 第１の実施例における受光面と光スポットとの位置関係の他の一例を示す図。 本発明と従来方式による単層ディスクでのＦＥ信号波形の一例を示す線図。 本発明による４層ディスクでのＦＥ信号波形の一例を示す線図。 本発明による４層ディスクでのＦＥ信号波形の他の一例を示す線図。 本発明の第２の実施例である光ピックアップ装置を示した概略正面図。 本発明の第２の実施例主要部である光検出器を示す概略平面図。 本発明の第３の実施例である光ピックアップ装置を示した概略正面図。 本発明の第３の実施例主要部である光検出器を示す概略平面図。

図１および図２は、本発明に従う光ピックアップ装置に関する第１の実施例を示した図である。まず図１は、ＦＥ信号の検出方式として一般にダブルナイフエッジ方式またはフーコー方式と呼ばれる検出方式を用いた光ピックアップ装置６０における光学系構成の一例を示した概略正面図である。また図２は、図１の光ピックアップ装置６０に搭載される光検出器１１および信号演算回路の一例を示した概略図である。

図１において、１は所定の波長例えば波長４０５ｎｍ帯のレーザ光ビームを出射する半導体レーザ光源である。

半導体レーザ光源１より出射した光ビームは直後に波長板２に至る。ここで波長板２は、該波長板２を透過し引き続いて偏光ビームスプリッタ３（以下、簡単のためこの偏光ビームスプリッタをＰＢＳと記す。）に入射する光ビーム１００の偏光方向を任意にコントロールし、このＰＢＳ３内の反射面を反射してコリメートレンズ４に達するＳ偏光成分の光ビーム１０１と、前記反射面を透過して光量モニタ用光検出器５（以下簡単のため、この光検出器をフロントモニタと記す。）に入射するＰ偏光成分の光ビームと、に分離させることを目的として設置されている。

ＰＢＳ３を反射した光ビーム１０１は、コリメートレンズ４によって発散光ビームから略平行光ビームに変換され、さらに４分の１波長板６を透過することにより円偏光に変換された後、対物レンズ７に入射する。この対物レンズ７は入射したレーザ光束を集束させ、複数の記録層を備えた多層光ディスク８内の所定の信号記録層に集光スポット１０２を照射する機能を備えている。

またこの対物レンズ７は、アクチュエータ９に保持されており、このアクチュエータ９に所定の対物レンズ位置制御信号を供給することにより、対物レンズ７を光ディスク８の半径方向および光軸方向に位置制御するようになっている。
さらに、光ディスク８内の所定の信号記録層に照射された前記集光スポット１０２は、前記フロントモニタ５により検出された光量信号を基にその照射光強度が制御されている。

次に、光ディスク８内の前記所定の信号記録層を反射した光ビームは往路光ビームと同様の光路を逆向きに進行し、対物レンズ７および４分の１波長板６を経て往路光ビーム１０１の偏光方向（S偏光）に対して直交した偏光方向（Ｐ偏光）に変換された後、コリメートレンズ４によって平行光ビームから収束光ビームに変換されて再びＰＢＳ３に達する。そして今度は往路と異なり、このＰＢＳ３を約１００％の透過率で透過する。

そして、このＰＢＳ３透過した光ビーム１０３は２分割回折格子１０に入射する。この２分割回折格子１０は、入射した光ビームをほぼ均等に２分割して夫々互いに異なる方向に回折させる機能を備えている。このため、この２分割回折格子１０により各々略半円状の光束断面を有する光ビームに分割された光ビーム１０４ａおよび１０４ｂは、夫々互いに異なる方向に進行し、夫々光スポット１０５ａおよび１０５ｂとして光検出器１１内の所定の受光面上に照射される。

次に光検出器１１の受光面構成および信号演算回路の概略について説明する。光検出器１１は図２に示すように、受光面２１ａ乃至２１ｄおよび３１ａ乃至３１ｄの合計８個の受光面を備えている。そして互いに隣接した受光面２１ａと２１ｂとの境界上および受光面２１ｃと２１ｄとの境界上に夫々光スポット１０５ａおよび１０５ｂが照射されている。

そして受光面２１a乃至２1ｄの各受光面から出力された光電変換信号からは、電流―電圧変換器４０および減算器４１を経て信号Ｓ１が出力される。この出力信号Ｓ１は、受光面２１ａ乃至２１ｄの各々から電流―電圧変換器４０を経て得られた検出信号をそれぞれＶ１ａ，Ｖ１ｂ，Ｖ１ｃ，Ｖ１ｄで表すと、以下の式で表される。

Ｓ１＝（Ｖ１ａ＋Ｖ１ｄ）−（Ｖ１ｂ＋Ｖ１ｃ） 式（１）
すなわちこの信号Ｓ1は、ダブルナイフエッジ方式またはフーコー方式と呼ばれる従来公知の検出方式で検出されたＦＥ信号と同一の信号である。なお、このダブルナイフエッジ方式またはフーコー方式によるＦＥ信号の検出については、既に公知に技術であるので、これ以上の詳細な説明は省略する。

ところで、記録層が１層しか存在しない単層の光ディスクや記録層間隔が充分に広い多層光ディスクに対しては、上記式（１）に示すような従来方式による検出方式であっても特に支障なく良好なＦＥ信号を検出することができる。しかしながら記録層の層数が増え、それに伴って各記録層間の間隔が数μｍ程度に狭くなった高多層ディスクに対しては、従来の検出方式では良好なＦＥ信号が検出できない。以下では、この高多層ディスクにおけるＦＥ信号検出の課題について具体例を挙げて説明する。

まず最初に多層ディスクの記録層構造の概略を説明する。図３は３層の記録層を備えた多層ディスク８の記録層構造を示した概略断面図である。図のように、多層ディスク８は透明基板９０上に複数の記録層８１，８２，８３を夫々透明な中間層９１および９２を挟む形で積層した構造になっており、記録層と記録層の間すなわち中間層に相当する部分は光軸方向(図中のＺ軸方向)に所定の長さδだけ間隔が空いている。なお図３は３層の記録層を備えた多層ディスクの例を示しているが、当然多層ディスクは３層に限定されるものではなく、２層あるいは４層以上であっても一向に構わない。また本明細書においては便宜上、透明基板９０に近い記録層から順次第１層，第２層，第３層と命名しているが、当然実際のディスクにおいては、このような命名方式に限定されるものではない。

ところで、このような多層ディスク８内の特定の記録層から情報信号を再生したり逆にその記録層に情報信号を記録する場合、まず対物レンズを上下に駆動させ目標とする記録層を探索する必要がある。このとき対物レンズの上下駆動により集光スポット１０２が各記録層を通過していくが、その際、各記録層を通過するごとにＦＥ信号が検出される。

この記録層毎のＦＥ信号をカウントすることで、対象ディスクの全記録層数を算定したりＦＥ信号同士の出現間隔から記録層間隔を算定することができる。そしてこれらの算定結果を用いて目標とする記録層位置を探索し確定する。さらに当然のことながら、目標の記録層が確定すると、次にその目標記録層上に集光スポットを正しくかつ安定的に照射させるためにフォーカス制御を行うわけであるが、その制御信号としても上記ＦＥ信号が用いられる。

すなわちＦＥ信号は単なるフォーカス制御用信号としてだけではなく、光ディスクの判別や目標記録層位置の探索にも用いられる極めて重要な信号であり、その信号品質は光ピックアップ装置全体の性能を大きく左右する。しかしながら、上記したように従来のダブルナイフエッジ方式やフーコー方式によるＦＥ信号検出では、特に高多層光ディスクにおいてその信号品質が大きく損なわれてしまう。

図４は、記録層間隔δ＝２５μｍの２層ディスクに対して、従来のダブルナイフエッジ方式によってＦＥ信号を検出した際の信号波形の一例を示した図である。なお図中の横軸は、光ディスク上の集光スポット１０２が記録層第１層上にある状態を原点として、そこからのデフォーカス量すなわち集光スポット１０２の光軸方向変位量を表しており、縦軸はＦＥ信号の信号レベルを表している。この図４のケースでは、記録層間隔が比較的広いため、集光スポット１０２が各記録層通過時に検出されるＦＥ信号間の間隔も充分広くなっている。そのため各ＦＥ信号同士の相互干渉がほとんど無く、結果的に各ＦＥ信号が従来の単層ディスク同様の良好な信号波形に保たれている。

一方、図５は記録層間隔δ＝５μｍの４層ディスクに対して、図４のケースと全く同様従来のダブルナイフエッジ方式によってＦＥ信号を検出した際の信号波形の一例を示した図である。図中の横軸、縦軸は図４と全く同じ定義である。図から明らかなように各記録層通過時に検出される各ＦＥ信号に大きなオフセットが生じ、かつそのオフセット量が記録層毎に増減していることがわかる。このような不要なオフセットは、記録層間隔δが５μｍと図４の例に比べて格段に狭くなっているため、各ＦＥ信号同士に大きな相互干渉、すなわちある記録層でのＦＥ信号の裾野部分が隣接する記録層でのＦＥ信号に重なってしまうという現象によって生じている。このようにＦＥ信号に大きなオフセットが生じ、かつそのオフセット量が一定ではなく記録層の違いによって増減してしまっては、当然フォーカス制御に支障を来たすだけではなく、それ以前のディスク判別や目標記録層の探索にも重大な支障を来たしてしまう。すなわち記録層間隔が比較的狭い高多層ディスクにおいては、従来のダブルナイフエッジ方式やフーコー方式によるＦＥ信号検出では、良好なフォーカス制御のみならずディスク判別や目標記録層探索さえも良好に行なえないという重大な不具合が生じてしまう。

本発明はこのような高多層ディスクにおけるＦＥ信号検出の不具合を解消するため、以下に説明するような新たなＦＥ検出方式を開示する。

すなわち本発明に従う光ピックアップ装置においては、例えば図２に示すように上記信号Ｓ１を検出するための受光面２１ａ乃至２１ｄの各受光面に隣接する位置に３１ａ乃至３１ｄの４個の受光面を新たに配置している。

本実施例のようにダブルナイフエッジ方式またはフーコー方式でＦＥ信号の検出を行なう光ピックアップ装置においては、ジャストフォーカス時(デフォーカス量＝０μｍ)には集光スポット１０５ａおよび１０５ｂは受光面２１ａと２１ｂの境界上および２１ｃと２１ｄの境界上にほぼ回折限界まで絞り込まれた状態で照射されるが、デフォーカスするにつれて徐々にぼやけていき半円状のスポット像が徐々に大きくなっていく。そしてある一定の大きさを超えると、図６または図７に示すようスポット像の一部が新たに配置された受光面３１ａ乃至３１ｄ上にも照射されるようになる。このような状態になると当然受光面３１ａ乃至３１ｄからも所定の光電変換信号が出力される。

そこでこれら新たに出力された光電変換信号に電流―電圧変換器４０および減算器４２を経て所定の演算処理が施され信号Ｓ２が出力される。この出力信号Ｓ２は、受光面３１ａ乃至３１ｄの各検出面から電流―電圧変換器４０を経て出力される検出信号をそれぞれＶ２ａ，Ｖ２ｂ，Ｖ２ｃ，Ｖ２ｄで表すと、以下の式で表される。

Ｓ２＝（Ｖ２ａ＋Ｖ２ｄ）−（Ｖ２ｂ＋Ｖ２ｃ） 式（２）
次に、このようにして検出された信号Ｓ２を増幅器もしくは減衰器４３によって所定の係数値α倍し、減算器４４によって元の信号Ｓ１から減算処理し信号Ｓ３を生成する。すなわち、
Ｓ３＝Ｓ１−α×Ｓ２ 式（３）
このようにして得られた信号Ｓ３を新たなＦＥ信号として用いる。

以上のような演算処理によって得られた本実施例のＦＥ信号と、従来のＦＥ信号すなわち上記Ｓ１信号を比較した図が図８である。この図は図１および図２に示した光ピックアップ装置で単層ディスクにおけるＦＥ信号を検出した場合の信号波形の一例を示したもので、上記係数α＝０すなわち従来方式で検出したＦＥ信号と、本実施例のＦＥ信号（α≠０）の２種類のＦＥ信号波形を描いたものである。図中の縦軸、横軸の定義は、図４および図５と全く同じである。

この図から明らかなように、本実施例のＦＥ信号検出方式に得られたＦＥ信号は、従来方式のＦＥ信号に比べてＦＥ信号の上下ピーク値を過ぎてからの信号レベルの収束具合が明らかにより急峻になっていることがわかる。このようにピーク値を過ぎてからの信号レベルの収束具合が急峻であると、図５で示した高多層ディスクの場合のように複数の記録層からのＦＥ信号が非常に近接して表れた場合においても、各ＦＥ信号同士の相互干渉の影響が大幅に低減され各ＦＥ信号同士の独立性が保たれる。

図９は図５のケースと同様、記録層間隔５μｍの４層ディスクに対して本実施例のＦＥ信号検出方式を用い、かつ係数αの値を０．４とした場合に得られるＦＥ信号波形を示した図である。例によって図中の縦軸、横軸の定義は図４、図５および図８と全く同じである。

この図から明らかなように、本実施例のＦＥ信号検出方式を用いることにより、従来のＦＥ信号検出方式では避け得なかったＦＥ信号の不要なオフセット等の不具合も解消され、どの記録層のＦＥ信号も良好に検出することができる。

なおここで注意すべきは、係数値αはゼロ以外ならどのような値でもよいわけでは無いという事である。図１０は、図９のケースと同じく記録層間隔５μｍの４層ディスクに対して本発明のＦＥ信号検出方式を用いた場合のＦＥ信号波形であるが、その係数αの値が０．６であるケースを示している。図から明らかなように、係数値が０．６になると０．４の場合と異なり、ＦＥ信号に再び不要なオフセットが生じてしまう。

つまり係数αには多層ディスク毎に最適な係数値が存在する。検討の結果、この最適係数値は記録層間隔の大きさによって決まることがわかっている。したがって実際の光ピックアップ装置では、図２に示すように増幅器もしくは減衰器４３はその乗算係数αの値を可変できるようにしておき、係数調整器５０によって記録・再生対象となっている多層ディスクの記録層間隔長に応じて適時最適な係数値に調整できるようにしておくのが良い。

なお現在実用化が進められている高多層ディスクは、その記録層間隔長がほぼ３μｍ乃至１０μｍ程度に設計されている。計算機シミュレーションによる検討の結果、この範囲の記録層間隔長の場合、係数αの値が０．３から０．５の範囲内、望ましくは０．４前後で最適なオフセット除去性能が得られることが明らかになっている。

このように本発明によって新たに得られたＦＥ信号は、多層光ディスク８の記録層間隔に応じて係数αを最適化することにより、記録層ごとに検出されるＦＥ信号同士の相互干渉が解消され、その結果、該相互干渉に起因する不要なオフセット成分等が良好に除去された高い信号品質のＦＥ信号が得られる。

ところで、高多層光ディスクに対し最適なフォーカス制御を行って信号の記録や再生を行うためには、対象ディスクにおける係数αの最適値を事前に把握しておかなければならない。しかしながらこのような係数αの最適値は、ディスク判別や記録層間隔の算定を行った上でなければ把握できないのが一般的な状況である。このような操作上の問題は、そ以下のような操作をすることで解決される。

すなわち、まず係数αの値を適当な値、例えば０．３から０．５の範囲内、望ましくは０．４前後の値に設定してディスク判別や記録層間隔の算定などに支障が無い程度にＦＥ信号のオフセットを取り除き、その状態でディスク判別や記録層間隔の算定を実施する。そして上記の操作で得られた各情報から、係数αの真の最適値を確定させ設定し直すという操作を行えばよい。

ところで以上の説明は、１枚の多層ディスク内にある記録層間隔は全て一定であるとの前提であったが、実際は隣接する記録層との間隔が記録層毎に異なるように設計された多層ディスクも存在し得る。このような場合は、上記のように、まず係数αの値を適当な値に設定してディスク判別や記録層間隔の算定などを実施した上で、得られた各情報から目標とする記録層毎に係数αの真の最適値を算定し設定し直すという操作を行うことでさらに高精度、高信頼性のフォーカス制御を行うことができる。

なお図１および図２に示した実施例では、ＦＥ信号を検出するための光学系構成および光検出器構成しか描かれていないが、これは本発明がＦＥ信号検出に関する発明であるためＦＥ信号以外の信号検出部分は全て省略したことによる。当然のことながら、実際の光ピックアップ装置では、ＦＥ信号以外にもトラッキング制御に用いられるトラッキング誤差信号や、ディスクに記録されている情報信号等を検出するための光学系や光検出器等も組み込まれている。

また本発明は図１および図２に示した光学系構成および光検出器構成からなる光ピックアップ装置に限定されるものではなく、一般にダブルナイフエッジ方式あるいはフーコー方式と呼ばれるＦＥ信号検出方式を採用した光ピックアップ装置であればどのような構成のものであっても一向に構わない。

また図２に示した実施例では、受光面３１ａ乃至３１ｄは単純な長方形の検出面になっているが、本発明はこのような形状の検出面に限定されるものではなく、どのような形状や大きさの検出面であっても一向に構わない
さらに本発明が適用されるのは、図１および図２に示したダブルナイフエッジ方式あるいはフーコー方式と呼ばれるＦＥ信号検出方式に限定されるものではなく、以下に示すように他のＦＥ信号検出方式においても適用可能である。

図１１および図１２は本発明に従う光ピックアップ装置に関する第２の実施例を示した図である。まず図１１はＦＥ信号の検出方式として、一般にスポットサイズディテクション方式と呼ばれる検出方式を用いた光ピックアップ装置６０における光学系構成の一例を示した概略正面図である。また図１２は図１１の光ピックアップ装置６０に搭載される光検出器１３および信号演算回路の一例を示した概略図である。

なお図１１内に描かれた光学部品で、図１の実施例で説明した光学部品と全く同じ部品もしくは同じ機能を備えた部品については、同じ番号を付しまたそれらに関する詳細な説明は省略する。

本実施例においては、多層光ディスク８を反射してきた光ビーム１０３は内部にハーフミラー面を備えた台形プリズム１２に入射し、このハーフミラー面を透過する光ビームと反射する光ビームとに分離され、それぞれ光検出器１３上の所定位置に照射して光スポット１０６ａおよび１０６ｂを形成する。なおこの時、光スポット１０６ａと１０６ｂの間には、台形プリズム１２内の進行経路の違いによる所定の光路長差が与えられている。

次に光検出器１３の受光面構成および信号演算回路の概略について説明する。光検出器１３は図１２に示すように、受光面２５ａ乃至２５ｆおよび３２ａ乃至３２ｄの合計１０個の受光面を備えている。

このうち受光面２５ｃの左右両側には受光面２５aと２５ｂを並列配置し、これら３個の受光面で第１の光検出領域を形成している。一方、受光面２５ｆの左右両側には受光面２５ｄと２５eを並列配置し、これら３個の受光面で第２の光検出領域を形成している。また前記第1および第２の光検出領域夫々の中央部には、所定の大きさの光スポット１０６aおよび１０６ｂが照射されている。

そしてこの受光面２５a乃至２５fの各受光面から出力された光電変換信号からは、電流―電圧変換器４０および減算器４１を経て信号Ｓ４が出力される。この出力信号Ｓ４は、受光面２５ａ乃至２５ｆの各々から電流―電圧変換器４０を経て得られた検出信号をそれぞれＶ１ａ，Ｖ１ｂ，Ｖ１ｃ，Ｖ１ｄ，Ｖ１e，Ｖ１fで表すと、以下の式で表される。

Ｓ４＝（Ｖ１ａ＋Ｖ１ｂ＋Ｖ１f）−（Ｖ１ｃ＋Ｖ１ｄ＋Ｖ１ｅ） 式（４）
すなわちこの信号Ｓ４は、一般にスポットサイズディテクション方式と呼ばれる従来公知の検出方式で検出されたＦＥ信号と同一の信号である。なおこのスポットサイズディテクション方式によるＦＥ信号の検出に関しては、既に公知の技術であるので、これ以上の詳細な説明は省略する。

一方、本実施例においても前記した第１の実施例と同様、受光面２５a，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄの各々に隣接する位置に受光面３２a乃至３２ｄが並列配置されている。この受光面３２a乃至３２ｄが本発明に従う光ピックアップ装置で新たに備えられた受光面である。

そしてこれら新たに配置された受光面３２a乃至３２ｄの各々から検出された光電変換信号は、電流―電圧変換器４０および減算器４２を経て所定の演算処理が施され信号Ｓ５となって出力される。この出力信号Ｓ５は、受光面３１ａ乃至３１ｄの各検出面から電流―電圧変換器４０を経て得られた検出信号をそれぞれＶ２a，Ｖ２ｂ，Ｖ２ｃ，Ｖ２ｄで表すと、以下の式で表される。

Ｓ５＝（Ｖ２a＋Ｖ２ｂ）−（Ｖ２ｃ＋Ｖ２ｄ） 式（５）
次に、このようにして検出された信号Ｓ５を増幅器もしくは減衰器４３によって所定の係数値α倍し、減算器４４によって上記の信号Ｓ４から減算処理し信号Ｓ６を生成する。すなわち、
Ｓ６＝Ｓ４−α×Ｓ５ 式（６）
こうして得られた信号Ｓ６を新たにＦＥ信号として用いる。

このように本実施例においても、多層光ディスク８の記録層間隔に応じた最適な係数値αを用いて演算処理することにより、前記第１の実施例の場合と全く同様に、記録層ごとに検出されるＦＥ信号同士の相互干渉を良好に解消し、それに起因して生じる不要なオフセット等を除去した高い信号品質のＦＥ信号を得ることができる。

なお本実施例においても、図１１および図１２にはＦＥ信号を検出するための光学系構成および光検出器構成しか描かれていないが、これは上記第１の実施例と同様、本発明がＦＥ信号検出に関する発明であるためＦＥ信号以外の信号検出部分は全て省略したことによる。当然のことながら、実際の光ピックアップ装置では、ＦＥ信号以外にもトラッキング制御に用いられるトラッキング誤差信号や、ディスクに記録されている情報信号等を検出するための光学系や光検出器等も組み込まれている。

また本発明は図１１および図１２に示した光学系構成および光検出器構成からなる光ピックアップ装置に限定されるものではなく、一般にスポットサイズディテクション方式と呼ばれるＦＥ信号検出方式を採用した光ピックアップ装置であればどのような構成のものであっても一向に構わない。

なお図１２に示した実施例では、受光面３２ａ乃至３２ｄは単純な長方形の検出面になっているが、本発明はこのような形状の検出面に限定されるものではなく、どのような形状や大きさの検出面であっても一向に構わない。

図１３および図１４は本発明に従う光ピックアップ装置に関する第３の実施例を示した図である。まず図１３はＦＥ信号の検出方式として、一般に非点収差方式と呼ばれる検出方式を用いた光ピックアップ装置６０における光学系構成の一例を示した概略正面図である。また図１４は図１３の光ピックアップ装置６０に搭載される光検出器１５および信号演算回路の一例を示した概略図である。

なお図１３内に描かれた光学部品で、図１および図１１の実施例で説明した光学部品と全く同じ部品もしくは同じ機能を備えた部品については、同じ番号を付しまたそれらに関する詳細な説明は省略する。

本実施例においては、多層光ディスクを反射してきた光ビーム１０３は検出レンズ１４に入射し、この検出レンズ１４によって図中のＸ軸およびＹ軸方向に対して略４５度傾斜した方向に主軸を持つ所定の非点収差が加えられた上で、光検出器１５上の所定位置に照射して集光スポット１０７を形成する。

次に光検出器１５の受光面構成および信号演算回路の概略について説明する。光検出器１５は図１４に示すように、受光面２９ａ乃至２９ｄおよび３３ａ乃至３３ｄの合計８個の受光面を備えている。

このうち受光面２９ａ乃至２９ｄの４個の受光面は、図のように縦、横夫々の方向に隣接して配置されている。またこの４個の光検出器からなる検出領域の中央部に、所定の大きさの集光スポット１０７が照射されている。

そして、この受光面２９a乃至２９ｄの各受光面から出力された光電変換信号から電流―電圧変換器４０および減算器４１を経て信号Ｓ７が出力される。この出力信号Ｓ７は、受光面２９ａ乃至２９ｄの各検出面から電流―電圧変換器４０を経て得られた検出信号をそれぞれＶ１a，Ｖ１ｂ，Ｖ１ｃ，Ｖ１ｄで表すと、以下の式で表される。

Ｓ７＝（Ｖ１ａ＋Ｖ１ｃ）−（Ｖ１ｂ＋Ｖ１ｄ） 式（７）
すなわちこの信号Ｓ７は、一般に非点収差方式と呼ばれる従来公知の検出方式で検出されたＦＥ信号と同一の信号である。なおこの非点収差方式によるＦＥ信号の検出に関しては、既に公知の技術であるので、これ以上の詳細な説明は省略する。

一方、本実施例においても前記した第１および第２の実施例と同様、受光面２９a，２９ｂ，２９ｃ，２９ｄの各々に隣接する位置に受光面３３a乃至３３ｄが配置されている。この受光面３３a乃至３３ｄが本発明で新たに備えられた受光面である。

そしてこれら新たに配置された受光面３３a乃至３３ｄの各々から検出された光電変換信号は、電流―電圧変換器４０および減算器４２を経て所定の演算処理が施され信号Ｓ８となって出力される。この出力信号Ｓ８は、受光面３３ａ乃至３３ｄの各検出面から電流―電圧変換器４０を経て得られた検出信号をそれぞれＶ２a，Ｖ２ｂ，Ｖ２ｃ，Ｖ２ｄで表すと、以下の式で表される。

Ｓ８＝（Ｖ２ａ＋Ｖ２ｃ）−（Ｖ２ｂ＋Ｖ２ｄ） 式（８）
次に、このようにして検出された信号Ｓ８を増幅器もしくは減衰器４３によって所定の係数値α倍し、減算器４４によって上記の信号Ｓ７から減算処理し信号Ｓ９を生成する。すなわち、
Ｓ９＝Ｓ７−α×Ｓ８ 式（９）
こうして得られた信号Ｓ９を新たにＦＥ信号として用いる。

このように本実施例においても、多層光ディスク８の記録層間隔に応じた最適な係数値αを用いて演算処理することにより、前記第１および第２の実施例の場合と全く同様に、記録層ごとに検出されるＦＥ信号同士の相互干渉を良好に解消し、それに起因して生じる不要なオフセット等を除去した高い信号品質のＦＥ信号を得ることができる。

なお本実施例においても、図１３および図１４にはＦＥ信号を検出するための光学系構成および光検出器構成しか描かれていないが、これは上記第１および第２の実施例と同様、本発明がＦＥ信号検出に関する発明であるためＦＥ信号以外の信号検出部分は全て省略したことによる。当然のことながら、実際の光ピックアップ装置では、ＦＥ信号以外にもトラッキング制御に用いられるトラッキング誤差信号や、ディスクに記録されている情報信号等を検出するための光学系や検出器構成等も組み込まれている。

また本発明は図１３および図１４に示した光学系構成および光検出器構成からなる光ピックアップ装置に限定されるものではなく、一般に非点収差方式と呼ばれるＦＥ信号検出方式を採用した光ピックアップ装置であればどのような構成のものであっても一向に構わない。

なお図１４に示した実施例では、受光面３３ａ乃至３３ｄはＬ字型に屈曲した形状の検出面になっているが、本発明はこのような形状の検出面に限定されるものではなく、単純な長方形や円弧状等どのような形状や大きさの検出面であっても一向に構わない。

１…半導体レーザ光源，７…対物レンズ，８…光ディスク，１１，１３，１５…受光面

Claims (6)

1. 所定の間隔を空けて複数の情報信号記録層が積層されている多層光ディスクに対して情報信号の再生もしくは記録を行なう機能を備えた光ピックアップ装置において、
   フォーカス誤差信号検出用の複数の受光面からなる第１の光検出部に隣接する位置に少なくとも２個以上の受光面から構成される第２の光検出部を配置し、かつ該第２の光検出部内の各受光面から得られた検出信号に所定の演算処理を施し、さらに所定の係数値倍に増幅もしくは減衰させた後、前記第１の光検出部から検出された前記フォーカス誤差信号から減算させる機能を備え、
   前記第２の光検出部から得られた検出信号を増幅もしくは減衰させる前記係数値は、前記多層光ディスク内に積層された各情報信号記録層間の層間隔長に応じて異なる値に設定されることを特徴とする光ピックアップ装置。
2. 前記第２の光検出部から得られた検出信号を増幅もしくは減衰させる前記係数値は、０．３倍乃至０．５倍の範囲内に設定されることを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置。
3. 前記第１の光検出部は、ダブルナイフエッジ方式またはフーコー方式によって前記フォーカス誤差信号を検出するように前記各受光面が配置されていることを特徴とする請求項１又は２のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
4. 前記第１の光検出部は、スポットサイズディテクション方式によって前記フォーカス誤差信号を検出するように前記各受光面が配置されていることを特徴とする請求項１又は２のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
5. 前記第１の光検出部は、非点収差方式によって前記フォーカス誤差信号を検出するように前記各受光面が配置されていることを特徴とする請求項１又は２のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
6. 所定の間隔を空けて複数の記録層が積層された多層光ディスクの再生又は記録が可能な光ピックアップ装置であって、
   フォーカス誤差信号検出用の複数の受光面を有する第１の光検出部と、
   前記第１の光検出部の前記複数の受光面を挟むように配置された少なくとも２個の受光面を有する第２の光検出部と、を有し、
   前記第２の光検出部の各受光面から得られた検出信号に所定の演算処理を施し、さらに所定の係数値倍に増幅又は減衰させて得られた信号を、前記第１の光検出部で検出された前記フォーカス誤差信号から減算させ、
   更に、前記所定の係数値を変更させる係数調整部を備え、当該係数調整部は、前記係数値を、前記多層光ディスク内に積層された各記録層間の層間隔に応じて設定可能であることを特徴とする光ピックアップ装置。

Images